JP3307135B2 - 電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

電解コンデンサの製造方法

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博 芹川
康孝 大西
守弘 福田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種電子機器に利用さ
れるアルミ電解コンデンサにおけるコンデンサ素子へ駆
動用電解液を含浸させる電解コンデンサの製造方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化が進むにつれ
て、電極箔に小さなピットを多数形成して表面積を拡大
することにより単位面積当たりの容量を増やした小型大
容量のアルミ電解コンデンサが主流になりつつある。
【0003】しかしながら、上記ピットの数が多くなる
につれて電極箔の表面に気泡が溜まりやすくなり、これ
により、駆動用電解液と電極箔の接触面が減少する。こ
の場合、駆動用電解液と陽極箔の接触面積が少なくなる
ことにより理想の駆動用電解液の含浸状態より容量値が
低下し、かつ駆動用電解液と陰極箔の接触面積が少なく
なることにより接触抵抗が増大してESR(等価直列抵
抗)値が大きくなってしまう。
【0004】この対策として、従来においては、図3
(a)〜(f)に工程順に断面図を示すような方法によ
りアルミ電解コンデンサを製造していた。そしてコンデ
ンサ素子へ駆動用電解液を含浸させる場合は、図3
(a)〜(c)に示すような方法により行っていた。す
なわち、図3(a)に示すように、陽極箔と陰極箔をそ
の間にセパレータを介在させて巻回することにより構成
され、かつ前記陽極箔と陰極箔に接続された一対のリー
ド線1を有するコンデンサ素子2における一対のリード
線1を運搬用チャック3に挟み、そして図3(b)に示
すように、コンデンサ素子2を浸漬槽4内の駆動用電解
液5中に浸漬し、その後、図3(c)に示すように、駆
動用電解液5が含浸されたコンデンサ素子2を真空槽6
内に入れ、この真空槽6で真空引きして残っている気体
を吸い出すという真空含浸方法により行っていた。そし
てこの駆動用電解液5を含浸したコンデンサ素子2は図
3(d)に示すようにアルミニウムよりなる金属ケース
7内に挿入するとともに、コンデンサ素子2の一対のリ
ード線1の部分に封口部材8を挿入し、その後、図3
(e)に示すように、金属ケース7の封口部材8と対応
する部分を絞り加工することにより、金属ケース7の開
口部の封止を行ってアルミ電解コンデンサを製造する。
その後、図3(f)に示すように、アルミ電解コンデン
サ9を使用保証温度で加熱しながら使用電圧を一対のリ
ード線1に印加して電極箔の再化成を行っていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た真空含浸方法においては、コンデンサ素子2を浸漬槽
4内の駆動用電解液5中に浸漬した場合、コンデンサ素
子2の巻き具合や大きさによりコンデンサ素子2に浸漬
される駆動用電解液の量が変化するため、電解コンデン
サの寿命のバラツキも大きくなり、したがって、アルミ
電解コンデンサの寿命は、コンデンサ素子2に含浸され
た駆動用電解液5の最低量で保証せざるを得なかった。
【0006】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、駆動用電解液をコンデンサ素子に含浸させる場合、
確実に駆動用電解液を含浸させることができて容量値が
低下したり、ESR(等価直列抵抗)値が大きくなった
りすることのないコンデンサ素子への駆動用電解液の含
浸方法による電解コンデンサの製造方法を提供すること
を目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の電解コンデンサにおけるコンデンサ素子への
駆動用電解液の含浸方法は、ケース内に規定量の駆動用
電解液を入れるとともに、陽極箔と陰極箔をその間にセ
パレータを介在させて巻回することにより構成されたコ
ンデンサ素子を挿入し、続いて、前記ケースを封口する
ことにより封止を行った後、前記ケースを駆動用電解液
の沸点〜同沸点+30℃の温度で加熱処理することによ
駆動用電解液を沸騰させてコンデンサ素子に含浸させ
るようにしたものである。
【0008】
【作用】上記した含浸方法は、ケース内に規定量の駆動
用電解液を入れるとともに、陽極箔と陰極箔をその間に
セパレータを介在させて巻回することにより構成された
コンデンサ素子を挿入し、続いて、前記ケースを封口す
ることにより封止を行った後、前記ケースを駆動用電解
液の沸点〜同沸点+30℃の温度で加熱処理することに
より駆動用電解液を沸騰させてコンデンサ素子に含浸さ
せるようにしたので、前記ケース内に入れられた駆動用
電解液は、ケース内にコンデンサ素子を挿入することに
よりコンデンサ素子における電極箔を構成する陽極箔お
よび陰極箔に一応浸透する。さらに、加熱処理により駆
動用電解液は熱で気化するため、この気化により電極箔
の表面およびピット内に溜まっている気泡を押し出すと
ともに、ピット内に気体として充満する。そして温度が
下がることにより、ピット内に気体として充満している
駆動用電解液は液体に戻るもので、この際の体積収縮に
よりピット内に残りの駆動用電解液が入り込むようにな
り、結果として、電極箔の酸化や駆動用電解液の劣化に
よる容量値の減少、内部圧力の上昇による封口部材の膨
れや破壊等を起こすことなく駆動用電解液を電極箔のピ
ット内にまで十分に含浸させることができ、これにより
容量値が低下したり、ESR(等価直列抵抗)値が大き
くなったりすることがない優れた電解コンデンサを得る
ことができる
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづ
いて説明する。図1(a)〜(f)は本発明の一実施例
のアルミ電解コンデンサにおけるコンデンサ素子への駆
動用電解液の含浸方法の工程図を各断面図を用いて示し
たもので、まず、図1(a)に示すように、アルミニウ
ムよりなるケース11内に規定量の駆動用電解液12
(沸点約180℃)を入れ、次に図1(b)(c)に示
すように、陽極箔と陰極箔をその間にセパレータを介在
させて巻回することにより構成されかつ前記陽極箔と陰
極箔に接続された一対のリード線13に封口部材14を
装着したコンデンサ素子15を、駆動用電解液12が入
れられたケース11内に挿入し、その後、図1(d)に
示すように、ケース11の封口部材14と対応する部分
を絞り加工することにより、ケース11の開口部の封止
を行い、その後、図1(e)に示すように、ケース11
内に入れられた駆動用電解液12が沸騰するまで加熱手
段16によって加熱処理することにより、前記コンデン
サ素子15を構成する陽極箔と陰極箔からなる電極箔の
ピット内に駆動用電解液12を入り込ませ、その後、図
1(f)に示すように、加熱装置17により使用保証温
度で加熱しながら使用電圧を一対のリード線13に印加
して電極箔の再化成を行うようにしている。
【0010】なお、上記した図1(e)の工程と図1
(f)の工程は、図1(f)の工程を先に行って、その
後、図1(e)の工程を行うようにしても差し支えない
ものである。また図1(e)の工程において、使用電圧
を一対のリード線13に印加して電極箔の再化成を行う
ようにしてもよいものである。そしてまた、前記加熱手
段16による加熱温度は、駆動用電解液12の沸点〜沸
点+30℃が好ましいもので、この場合、加熱温度を上
げすぎると電極箔の酸化や駆動用電解液12の劣化が進
んで容量値が減少する場合もあり、さらにケース11の
内部圧力の上昇により封口部材14の膨れや破壊が発生
する場合もあるものである。
【0011】上記した本発明の一実施例の含浸方法の工
程において、図1(e)に示すように加熱手段16によ
って駆動用電解液12が沸騰するまで加熱処理すること
により、駆動用電解液12は熱で気化するため、この気
化により電極箔の表面およびピット内に溜まっている気
泡は押し出されて駆動用電解液12がピット内に気体と
して充満することになる。そして温度が下がることによ
り、ピット内に気体として充満している駆動用電解液1
2は液体に戻るもので、この体積収縮によりピット内に
駆動用電解液が入り込むものである。
【0012】図2は図1(e)の工程における加熱手段
16の一実施例を示したもので、この加熱手段16は一
対のヒータ18を内蔵したヒートプレート19で構成し
ている。そしてこのヒートプレート19の内側には一対
のヒータ18の間に位置してアルミ電解コンデンサ20
のケース11の外形よりやや大きい溝21を形成し、こ
の溝21内に前記アルミ電解コンデンサ20のケース1
1部分を位置させてヒータ18でケース11を加熱する
ようにしたものである。そして前記アルミ電解コンデン
サ20がヒートプレート19の溝21内を通るように、
コンベア22とマガジン23によりアルミ電解コンデン
サ20を保持する構成としている。24はアルミ電解コ
ンデンサ20の封口部が加熱されないように溝21の内
側に設けたテーパー部で、このテーパー部24を設ける
ことにより加熱時の封口圧力を高めることができるもの
である。またヒータ18はヒートプレート19の任意の
位置に取り付けた温度センサー(図示せず)により温度
コントロールしても良い。
【0013】なお、上記加熱手段16は図2に示したも
の以外に、温風炉や熱線,光線による照射、電磁加熱、
ホットプレートによるメカニカル接触加熱、高温液体槽
でのディップ加熱等の方法を用いてもよいものである。
【0014】次にこの実施例による製品の電気的特性を
述べる。図1(a)〜(f)に示す駆動用電解液の含浸
方法を用いて製造したアルミ電解コンデンサと、この方
法を用いずに製造したアルミ電解コンデンサをそれぞれ
10個ずつ用意し、これらについて容量値とESR(等
価直列抵抗)値を測定して10個の平均値を比較してみ
た。図1(a)〜(f)に示す駆動用電解液の含浸方法
を用いない場合は、容量値は平均44.46μF,ES
R(等価直列抵抗)値は13.7Ωであった。これに対
し、図1(a)〜(f)に示す駆動用電解液の含浸方法
の場合は、図1(e)における加熱手段16による加熱
温度を190℃として30秒加熱するという条件で処理
した場合、容量値は44.77μF,ESR(等価直列
抵抗)値は10.9Ωで、本実施例を用いない場合に比
べて容量値が0.31μF上がり、かつESR(等価直
列抵抗)値が2.8Ω下がった。
【0015】
【発明の効果】以上のように本発明の電解コンデンサに
おけるコンデンサ素子への駆動用電解液の含浸方法は、
ケース内に規定量の駆動用電解液を入れるとともに、陽
極箔と陰極箔をその間にセパレータを介在させて巻回す
ることにより構成されたコンデンサ素子を挿入し、続い
、前記ケースを封口することにより封止を行った後
前記ケースを駆動用電解液の沸点〜同沸点+30℃の温
度で加熱処理することにより駆動用電解液を沸騰させて
コンデンサ素子に含浸させるようにしたことにより、前
記ケース内に入れられた駆動用電解液は、ケース内にコ
ンデンサ素子を挿入することによりコンデンサ素子にお
ける電極箔を構成する陽極箔および陰極箔に一応浸透す
る。さらに、加熱処理により駆動用電解液は熱で気化す
るため、この気化により電極箔の表面およびピット内に
溜まっている気泡を押し出すとともに、ピット内に気体
として充満する。そして温度が下がることにより、ピッ
ト内に気体として充満している駆動用電解液は液体に戻
るもので、この際の体積収縮によりピット内に残りの駆
動用電解液が入り込むようになり、結果として、電極箔
の酸化や駆動用電解液の劣化による容量値の減少、内部
圧力の上昇による封口部材の膨れや破壊等を起こすこと
なく駆動用電解液を電極箔のピット内にまで十分に含浸
させることができ、これにより容量値が低下したり、E
SR(等価直列抵抗)値が大きくなったりすることがな
い優れた電解コンデンサを得ることができるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(f)本発明の一実施例を示すアルミ
電解コンデンサにおけるコンデンサ素子への駆動用電解
液の含浸方法を示す断面図を順に並べた工程図
【図2】同含浸方法における加熱手段の一例を示す斜視
【図3】(a)〜(f)従来例を示すアルミ電解コンデ
ンサにおけるコンデンサ素子への駆動用電解液の含浸方
法を示す断面図を順に並べた工程図
【符号の説明】
11 ケース 12 駆動用電解液 15 コンデンサ素子 16 加熱手段 18 ヒータ 19 ヒートプレート 20 アルミ電解コンデンサ 21 溝
フロントページの続き (72)発明者 福田 守弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 川北 成生 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−243107(JP,A) 特開 昭63−184316(JP,A) 特開 平1−186608(JP,A) 特開 平4−97511(JP,A) 実開 平5−38867(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01G 13/00 - 13/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケース内に規定量の駆動用電解液を入れ
    るとともに、陽極箔と陰極箔をその間にセパレータを介
    在させて巻回することにより構成されたコンデンサ素子
    を挿入し、続いて、前記ケースを封口することにより封
    止を行った後、前記ケースを駆動用電解液の沸点〜同沸
    点+30℃の温度で加熱処理することにより駆動用電解
    液を沸騰させてコンデンサ素子に含浸させるようにした
    電解コンデンサの製造方法。
  2. 【請求項2】 加熱処理する手段はヒータを内蔵したヒ
    ートプレートで構成し、かつこのヒートプレートの内側
    にはアルミ電解コンデンサのケースの外形よりやや大き
    い溝を形成し、この溝内に前記アルミ電解コンデンサの
    ケース部分を位置させてヒータでケースを加熱するよう
    にした請求項1記載の電解コンデンサの製造方法。
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